Abiyotik stres koşullarının bazı ticari ekmek mayası suşlarında üreme özelliklerine ve amilaz, proteaz, invertaz enzim aktiviteleri üzerine etkilerinin araştırılması

Abstract

Ekmek mayası üretimi endüstriyel fermantasyon uygulamalarının en başarılılarından biri olarak kabul edilmekte ve mikrobiyal hücre üretiminde en ekonomik proses olarak tanımlanmaktadır. Ticari ölçekte ekmek ve unlu mamuller üretiminde kullanılan başlıca maya türü Saccharomyces cerevisiae'dır. Fermantasyon işlemleri sırasında maya hücrelerinin çoğalmasını ve fermantasyonunu engelleyen stres faktörleri oluşur. Üretimde bu tür streslere dirençli S. cerevisiae suşları tercih edilir. Maya üretimi konusunda dünyada önemli bir yere sahip olan ülkemizde ticari mayaların mikrobiyal ve biyokimyasal özellikleri hakkında yeterli bilgi bulunmamaktadır. Bu araştırma kapsamında ülkemizde ekmek üretiminde kullanılan dört farklı ticari maya suşunun stres direnç profilleri incelendi. Bu maya suşlarına ozmotik stres, metal iyon stresi, kalsiyum stresi ve sıcaklık stresi uygulandı. Bu streslere maruz bırakılan maya hücrelerinin hücre morfolojileri, mitotik indeksleri, enzim aktiviteleri ve üreme hızları incelendi. Elde edilen araştırma sonuçları kalsiyum ve bakır iyon stresinin seçilen ticari maya suşlarında hücre morfolojisine etkilerinin olmadığını gösterdi. Ancak, kalsiyum stresi ve ozmotik stresin seçilen S. cerevisiae suşlarında farklı hücre döngüsü aşamalarına etki ettikleri bulundu. Buna ek olarak, bu ticari maya suşlarının sıcaklık stresine karşı dayanıksız oldukları ve hücre dışı amilaz ve proteaz aktivitelerinin de olmadığı görüldü. Ayrıca, ozmotik stresin invertaz aktivitesini önemli derecede azalttığı da tespit edildi. Elde edilen sonuçlar ticari ekmek mayası suşlarının çeşitli stres faktörlerine farklı seviyede yanıt oluşturduğunu göstermektedir.

Baker's yeast production is considered one of the most successful industrial fermentation applications and is defined as the most economical process in microbial cell production. The main yeast species used in the production of bread and bakery products on a commercial scale is Saccharomyces cerevisiae. During the fermentation processes, stress factors prevent the proliferation and fermentation of the yeast cells. S. cerevisiae strains resistant to such stresses are preferred in industrial application processes. In Turkey, which has an important place in yeast production in the world, there is not enough information about the microbial and biochemical properties of commercial yeasts. In this research, stress resistance profiles of four different commercial yeast strains, which are used in bread production in our country, were studied. Osmotic stress, metal ion stress, calcium ion stress, and temperature stress were applied to these selected baker’s yeast strains. Growth rates, cell morphologies, and certain enzyme activities of these selected yeast strains that were subjected to stress factors were analyzed. Results of this research indicated that calcium and metal ion stress did not have any significant effect on the cell morphologies of selected commercial yeasts. However, our results indicated that calcium and osmotic stress affected different stages of S. cerevisiae cell division cycles. It was also found that the commercial yeasts, which could not maintain their viability under heat stress, did not show extracellular amylase and protease activities. It was also found that osmotic stress significantly decreased the invertase activity of the yeast strains analyzed in this research. Results of this study indicated that commercial yeast strains differ in their responses to stress factors.